Смугові фільтри на основі ортогональних резонаторів
DOI:
https://doi.org/10.20535/RADAP.2022.90.31-36Ключові слова:
смуговий фільтр, резонатор, довга лінія, розімкнутий шлейф, короткозамкнутий шлейфАнотація
Частотні фільтри, особливо смугові, необхідні для радіотехнічних систем різного призначення. Бурхливий розвиток радіотехнічних, зокрема телекомунікаційних, систем зумовлює постійне посилення вимог до смугових фільтрів, а це, зі свого боку, — пошук нових, більш ефективних конструктивних рішень. Тенденції останніх років ґрунтуються на підвищенні крутості амплітудно-частотної характеристики (АЧХ) фільтра формуванням нулів поблизу смуги пропускання. Ці нулі зумовлені додатковими зв’язками між елементами фільтра або, за безпосереднього зв’язку, — шлейфами. У досліджуваних конструкціях як базові структури смугового фільтра використовують різні модифікації поодиноких резонаторів. У статті як базову запропоновано структуру на основі двох резонаторів, розташованих ортогонально. Подовжній (відносно напрямку поширення хвилі) резонатор утворено півхвильовим відрізком довгої лінії, а поперечний — двома розімкнутими або розімкнутим та короткозамкнутим шлейфами. Для моделювання використано модель довгої лінії без втрат. Досліджено АЧХ структури на основі ортогональних резонаторів (ОР). Зі зменшенням характеристичного імпедансу подовжнього резонатора смуга пропускання розширюється. Оскільки нулі АЧХ поблизу смуги пропускання зафіксовані шлейфами, у цьому випадку зростає прямокутність характеристики. Для формування високопрямокутної АЧХ фільтра достатньо 2–3 структур. Введення двох додаткових чвертьхвильових відрізків основної лінії, що прилягають до ОР-структури, призводить до зниження рівня бокових пелюсток АЧХ. Параметри розглянутої ОР-структури з відрізками достатні для її застосування як простого фільтра. Досліджено АЧХ фільтрів на основі двох та трьох зв’язаних ОР-структур. Зв’язок виконано чвертьхвильовим відрізком основної лінії. Параметри АЧХ фільтрів відповідають еліптичній характеристиці відповідно шостого і восьмого порядків. Розглянуто фільтр на основі двох зв’язаних ОР-структур з розімкнутим та короткозамкнутим шлейфами. Амплітудно-частотна характеристика такого фільтра має розширені смуги подавлення.
Посилання
References
Schaumann R., Xiao H. and Valkenburg Mac E. Van. (2010). Design of Analog Filters, 2nd ed. N. Y., Oxford University Press, 832 p.
Matthaei G. L., Young L. and Jones E. M. T. (1980). Design of Microwave Filters, Impedance-Matching Networks, and Coupling Structures. Norwood, Artech House, 1096 p.
Hong J.-S. (2011). Microstrip Filters for RF/Microwave Applications, 2nd ed. N. Y., Wiley, 656 p.
Tang S.-C., Chu P.-C., Kuo J.-T., Wu L.-K. and Lin C.-H. (2022). Compact Microstrip Wideband Cross-Coupled Inline Bandpass Filters With Miniaturized Stepped-Impedance Resonators (SIRs). IEEE Access, Vol. 10, pp. 21328–21335. DOI:10.1109/ACCESS.2022.3153710.
Barik R. K., Koziel S. and Szczepanski S. (2022). Wideband Highly-Selective Band-Pass Filtering Branch-Line Coupler. IEEE Access, Vol. 10, pp. 20832–20838. DOI:10.1109/ACCESS.2022.3152802.
Tang D., Qian H. J., Dong Y. and Luo X. (2022). Compact 1.75–2.7 GHz Tunable BPF With Wide Stopband up to 9.5 GHz Using Harmonic-Controlled SIDGS Resonators. IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs, Vol. 69, Iss. 11, pp. 4228–4232. DOI:10.1109/TCSII.2022.3185805.
Sánchez-Soriano M. Á. and Quendo C. (2021). Systematic Design of Wideband Bandpass Filters Based on Short-Circuited Stubs and λ/2 Transmission Lines. IEEE Microwave and Wireless Components Letters, Vol. 31, Iss. 7, pp. 849–852. DOI:10.1109/LMWC.2021.3076924.
Wu Z., Shi G., Lu X., Liang R., Wen X., Wang J., et al. (2021). A W-band air-filled coaxial bandpass filter employing micro metal additive manufacturing technology. Int. J. RF Microw. Comput.-Aided Eng., Vol. 31, Iss. 1, e22768. DOI:10.1002/mmce.22768.
Allanic R., Berre D. Le, Quendo C., Chouteau D., Grimal V., Valente D. and Billoué J. (2021). Switchable DBR Filters Using Semiconductor Distributed Doped Areas (ScDDAs). Electronics, Vol. 9, Iss. 12. DOI:10.3390/electronics9122021.
Lu S., Xu K.-D., Guo Y., Ren Y. and Chen Q. (2020). Bandpass filter using coupled-line-stub cascaded structure with high stopband rejection. Microw. Opt. Technol. Lett., Vol. 63, Iss. 1, pp. 69–74. DOI:10.1002/mop.32555.
Tsukushi T., Ono S. and Wada K. (2020). Bandpass filter with flat passband and transmission zeros using parallel-connected resistor loaded hairpin-shaped resonators. IEICE Electronics Express, Vol. 17, Iss. 22, pp. 1–6. DOI:10.1587/elex.17.20200320.
Feng W., Ma X., Shi Y., Shi S. and Che W. (2020). High-Selectivity Narrow- and Wide-band Input-Reflectionless Bandpass Filters with Intercoupled Dual-Behavior Resonators. IEEE Transactions on Plasma Science, Vol. 48, Iss. 2, pp. 446–454. DOI: 10.1109/TPS.2020.2968481.
Reference Data for Radio Engineers, 4th ed. (1956). N. Y., ITTC, 1121 p.
Quendo C., Rius E. and Person C. (2003). Narrow bandpass filters using dual-behavior resonators. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 51, Iss. 3, pp. 734-743. DOI: 10.1109/TMTT.2003.808729.
Nelin E. A. and Nepochatykh Yu. V. (2022). Improving Parameters of Resonator on Open- and Short-Circuited Stubs. Visnyk NTUU KPI Seriia-Radiotekhnika Radioaparatobuduvannia, Vol. 89, pp. 48–53. DOI: 10.20535/RADAP.2022.89. [In Ukrainian].
Nelin E. A. and Nepochatykh Yu. V. (2022). Selectivity Increasing of Resonator on Open-Circuited Stubs. IEEE 41st International Conference on Electronics and Nano-technology (ELNANO), pp. 558–561. DOI:10.1109/ELNANO54667.2022.9926995.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 Юрій Васильович Непочатих
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у нашому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована нашим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у нашому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення рукопису роботи авторами в мережі Інтернет (наприклад, на arXiv.org або на особистих веб-сайтах). Причому рукописи статей можуть бути розміщенні у відкритих архівах як до подання рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання. Це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії, позитивно позначається на оперативності ознайомлення наукової спільноти з результатами Ваших досліджень і як наслідок на динаміці цитування вже опублікованої у журналі роботи. Детальніше про це: The Effect of Open Access.
